气动四自由度机械手结构设计摘要送相对液压传动而言，气动动作迅速反应快，般只需就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度般为，而气体的流速最小也大于，有时甚至达到音速，排气时还达到超音速气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持个稳定的压力。液压系统要保持压力，般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变气动元件可靠性高寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行万次工作环境适应性好，特别是在易燃易爆多尘埃强磁辐射振动等恶劣环境中，比液压电子电气传动和控制优越气动装置结构简单，成本低，维护方便，过载能自动保护。气压传动的不足之处由于空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差，外载变化时，对工作速度的影响较大由于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜大于气动装置中的信号传递速度比光电控制速度慢，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程中的遥控也比较困难，但对般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。在所有的驱动方式中，气压驱动是最简单的，在工业上应用很广。其中不少气动系统应用于机器人，多用于开关控制和顺序控制的机器人。气动执行元件既有直线气缸也有旋转气动马达。气动系统的工作介质是压缩空气，气动控制阀简单便宜，而且工作压力也低的多。多数气动驱动用来完成挡块间的运动。气动系统的主要优点之就是操作简便易于编程，所以可以完成大量的点位搬运操作的任务。但是用气压伺服实现高精度很困难。不过在能满足精度的场合，气压驱动在所有的机器人及机械手中是重量最轻的，成本也最低。安装在多路接头上的电磁阀控制通向各个气动元件的气流量。综上所述，并结合具体设计的上下料机构抓取工件的尺寸大小等，本设计最终采用气压驱动。.本章小结随着机械制造业的发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。为了更有效地提高产品质量生产效率，降低生产成本，改善工人的劳动条件，数控机床的使用越来越普遍，因而对自动上下料机构的设计也就变得越来越重要。本设计中的自动上下料机构的工作对象是套类零件，主要由自动安装夹具，坯料工件拾取机械手和动力及控制系统组成。其中，自动安装夹具为自动定心夹紧的涨胎心轴，机械手是单臂式的，动力及控制采用气压驱动和电气控制。普通气缸驱动的机械手可实现柔性自动上下料，送料精度较高，能节约人力降低加工成本。气动机械手与气动夹具相辅相成实现自动上下料，不但省事，减少投资，节约时间，而且工作可靠。第章夹紧气缸的设计.夹紧力的确定计算工件在车削时所受的切削分力根据相关资料，车削外圆时，计算的经验公式如下式中，与工件材料刀具材料及切削条件等有关的系数背吃刀量，进给量指数切削条件不同时的修正系数。根据经验公式从有关资料中查出，用，的硬质合金车刀车削结构钢件外圆时，其中,指数比大，说明背吃刀量对的影响比进给量对的影响大。那么，.则，.工件与心轴在轴向方向与圆周方向的摩擦系数为.安全系数.为防止工件在车削时，在切削分力作用下打滑而转动所需的轴向拉力为.夹紧气缸的设计计算根据机械设计手册，由预算确定的所需气缸轴向输出力推力.，得活塞式气缸双作用气缸内径式中，气缸工作压力，η气缸的机械效率活塞杆直径,。代入数值得根据标准化气缸系列的数值进行圆整，得。活塞杆直径的确定与验算取活塞杆直径，按下式进行验算式中，活塞杆承受的轴向力，活塞杆材料的需用应力，。代入数值，得，成立。故活塞杆直径满足强度要求。气缸筒壁厚的确定与验算气缸内径确定后，根据机械设计